[0044] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
[0045] 如图1-9所示，本发明提供了一种自变换双波长激光束的手持式自适应激光清洗装置，包括激光器、传输光纤、升降对焦组件1、激光测距传感器3、振镜扫描系统4和升降导向电驱组件8和双波长激光束复合系统。
[0046] 所述振镜扫描系统4用于实现将入射的激光束先后经由电机驱动的偏转扫描镜片反射和固定焦距物镜透射后出射，聚焦于工件表面，并使激光束按设定轨迹在工件表面进行扫描运动；在振镜扫描系统4的激光束出射端下方设置有升降对焦组件1，在振镜扫描系统4的侧面固定安装有激光测距传感器3，升降对焦组件1用于调节振镜扫描系统4出射端与工件表面的相对距离以保持出射激光束始终聚焦于工件表面的当前激光束扫描位置，而激光测距传感器3则实时反馈振镜扫描系统4与工件表面的相对距离值，为升降对焦组件1的调节运动提供控制驱动数据；双波长激光束复合系统作为光路子系统具有输入端和输出端，其中输入端与激光器之间通过传输光纤相连，即激光器输出的单波长高斯激光束经由传输光纤进入双波长激光束复合系统，经过内部光学变换后输出双波长复合激光束，即输出高斯能量分布的短波长激光+原波长激光；双波长激光束复合系统的输出端与振镜扫描系统4的激光束入射端固定连接，使得双波长复合激光束成为振镜扫描系统4的入射激光束。
[0047] 升降导向电驱组件8设置在双波长激光束复合系统的底部下方，用于支撑双波长激光束复合系统，由于双波长激光束复合系统与振镜扫描系统4、振镜扫描系统4与升降对焦组件1之间均为固定连接关系，当升降对焦组件1调节振镜扫描系统4出射端与工件表面的相对距离时，升降导向电驱组件8将相应配合调整双波长激光束复合系统的高度，以保持该自变换双波长激光束的手持式自适应激光清洗装置的整体平衡，从而无需操作者承担加工头重量。
[0048] 优选的，在振镜扫描系统4的侧面还安装有一CCD工业相机组件2，其视场对应于振镜扫描系统4的聚焦加工平面的扫描范围，用于实时监测激光清洗质量。
[0049] 优选的，在振镜扫描系统4的侧面还安装有一空间角度陀螺仪5，用于检测当前扫描加工头的空间姿态倾斜角度，当对已知斜面或异形面进行清洗加工时，可以根据检测到加工头的空间姿态倾斜角度(亦即振镜扫描系统的角度)，从而人工实时对照调整和控制振镜倾斜一定空间角度，以确定的空间姿态进行清洗扫描，从而保证可以清洗到侧壁或底部。
[0050] 本实施例中双波长激光束复合系统的外部设置有钣金外壳7，钣金外壳7通过工形法兰6与振镜扫描系统4连接，钣金外壳7的上方安装有便于手持的两个把手10，即操作者可以通过两个把手10将自变换双波长激光束的手持式自适应激光清洗装置整体提起、移动或者替代升降导向电驱组件8的作用。
[0051] 具体的讲，所述升降对焦组件1包括支撑腿101、三耳法兰102、三耳套筒104、阶梯套筒105和角接触球轴承106。支撑腿101共三组，分别通过三个螺栓103固定安装在三耳法兰102上。阶梯套筒105与三耳套筒104通过内外螺纹连接实现同轴配合，角接触球轴承106设置在阶梯套筒105与三耳套筒104之间，其上表面接触阶梯套筒105轴阶端面，下表面接触三耳套筒104底面内侧，且角接触球轴承106外环、内环分别与三耳套筒104的内壁面和阶梯套筒105的外壁面过盈配合，三耳法兰102的内螺纹与阶梯套筒105外螺纹配合安装。
[0052] 所述支撑腿101包括驱动马达10101、保护罩10102、联轴器10103、滚珠丝杠10104、丝杠螺母组10105、快插接头10106、标尺指针10107、升降板10108、吹气喷嘴10109、支撑腿轴承座10110和牛眼万向轮10111，其中牛眼万向轮10111通过孔配合安装在支撑腿轴承座10110的下表面，保护罩10102呈U形，两侧面设有标尺，上表面开有通孔，底部通过三个螺纹孔安装在支撑腿轴承座10110上，滚珠丝杠10104一端与支撑腿轴承座10110中的轴承同轴配合安装，另一端与联轴器10103的一端连接，驱动马达10101的转轴穿过保护罩10102的上表面通孔与联轴器10103的另一端配合安装，滚珠丝杠10104与丝杠螺母组10105组成滚珠丝杠组件，升降板10108呈8字形，分为两层，前后分别设有两个通孔，中间设有螺纹孔，前一个通孔通过孔配合与丝杠螺母组10105同轴配合装配，后一个通孔通过螺栓103与三耳法兰
102上同轴配合装配，螺纹孔上下连接两个快插接头10106，吹气喷嘴10109与下方的快插接头10106连接并指向待加工区域，标尺指针10107通过中间对称设置的螺纹孔安装在升降板
10108上，两侧对称设置的箭头分别指示此处保护罩10101上的刻度。
[0053] 振镜扫描系统4包括振镜保护壳401、电机驱动的偏转扫描镜片402(单轴一维或双轴二维)、固定焦距物镜安装套筒403和固定焦距物镜404(F-theta镜或远心物镜)，偏转扫描镜片402通过定位板固定在振镜保护壳401侧壁上，固定焦距物镜安装套筒403通过螺纹配合安装在振镜保护壳401底部，固定焦距物镜404与固定焦距物镜安装套筒403通过螺纹配合实现同轴装配。所述升降对焦组件1中的三耳套筒104与固定焦距物镜404同轴配合，并通过孔配合安装在振镜保护壳401下表面。
[0054] 所述升降导向电驱组件8包括手动调节升降组件801、升降底座802、工形转接件803、滚轮804、轴承座805、从动锥齿轮806、主动锥齿轮807、螺纹沟槽式联轴器808、电机支架809、伺服电机810、从动锥齿轮安装阶梯轴811、三组轴承812和主动锥齿轮安装阶梯轴。
手动调节升降组件801设置在升降底座802上表面，电机支架809和工形转接件803分别通过螺纹孔配合安装在升降底座802下表面，工形转接件803下端与轴承座805连接，轴承座805为一立方体结构，其三个相邻侧面分别安装有三组轴承812。从动锥齿轮安装阶梯轴811贯穿轴承座805，一侧同轴装配有从动锥齿轮806。滚轮804为一对，对称设置在从动锥齿轮安装阶梯轴811两侧。伺服电机810通过孔配合安装在电机支架809上，并通过螺纹沟槽式联轴器808和主动锥齿轮安装阶梯轴与主动锥齿轮807实现同轴连接，从动锥齿轮806与主动锥齿轮807组成一对齿轮副，当伺服电机810进行正反转时，可实现升降导向电驱组件8前进与后退。
[0055] 所述手动调节升降组件801包括支撑板8011、第一连杆8012、第二连杆8013、丝杠8014、两个丝杠螺母组8015、第三连杆8016和第四连杆8017，第四连杆8017居中设置在升降底座802的上表面，所述第二连杆8013、第三连杆8016各为一对，对称设置在第四连杆8017两侧，第三连杆8016一端与第四连杆8017铰接，另一端与第二连杆8013的一端以及一个丝杠螺母组8015铰接在一起；第二连杆8013的另一端与第一连杆8012铰接。丝杠8014与丝杠螺母组8015组成丝杠副，将旋转运动转为直线运动，进而实现手动调节升降组件801的高度。支撑板8011设置在第一连杆8012上方，并安装在双波长激光束复合系统的下方。
[0056] 双波长激光束复合系统包括光纤接头901、分束镜902、第一安装架903、空间合束镜905、第二安装架906、第一45度反射镜907、倍频系统908、第二45度反射镜909、上板910、底板911和立柱912。底板911通过四根立柱912与上板910连接；光纤接头901通过孔配合安装在钣金外壳7后方通孔处，分束镜902通过第一安装架903安装在上板910上，空间合束镜905通过第二安装架906安装在上板910上，两者光轴重合。第一45度反射镜907、倍频系统
908、第二45度反射镜909依次设置在底板911上，第一45度反射镜907与第二45度反射镜909的光轴重合。
[0057] 所述光纤接头901、分束镜902、第一安装架903、空间合束镜905、第一45度反射镜907、倍频系统908和第二45度反射镜909的安装方位应使得由光纤接头901接入的单波长高斯激光束入射至分束镜902，经由分束镜902一分为二，可分别称之A束和B束(A束和B束的能量分配比例由分束镜902的反射透射比决定，且A束和B束中的一束沿原方向行进，另一束的行进方向则转折90度)，A束直接入射至空间合束镜905；B束入射至第一45度反射镜907，经第一45度反射镜907的转折后入射至倍频系统908，获得波长变为原输入激光束1/2、1/3或
1/4波长的短波长高斯激光束，再经第二45度反射镜909转折入射至空间合束镜905；A束和B束激光经空间合束镜905的合束后出射双波长复合激光束，即由高斯能量分布的短波长激光+原波长激光构成的激光束。
[0058] 上述自变换双波长激光束的手持式自适应激光清洗装置，包括了众多标准光学元件，如传输光纤接头、分束镜、转折反射镜、空间合束镜、偏振扫描镜片、聚焦物镜等等，若无特别说明，均要求其光学镜座带有姿态调整机构，使得激光束沿各光学元件标准工作状态的中心光轴方向入射和出射。
[0059] 上述自变换双波长激光束的手持式自适应激光清洗装置的工作原理为：
[0060] 由光纤接头901接入的单波长高斯激光束入射至分束镜902，经由分束镜902一分为二，一束直接入射至空间合束镜905；另一束经由反射镜转折后进入倍频系统908，输出波长变为原输入激光束1/2、1/3或1/4波长的短波长高斯激光束，再经由反射镜转折后入射至空间合束镜905，经空间合束镜905的合束后出射双波长复合激光束，再经振镜扫描系统后聚焦于材料表面完成激光清洗加工。
[0061] 加工过程中，可以通过升降对焦组件1、激光测距传感器3以及升降导向电驱组件8的闭环控制与驱动，使得振镜扫描系统4出射的激光束始终聚焦于工件表面的当前激光束扫描位置，针对不同类型的工件和加工场合，既可以实现平面加工(升降对焦组件1的三个支撑腿101均设置相同高度，三点确定加工平面)，也可以实现斜面加工(升降对焦组件1的三个支撑腿101设置不同高度)、异型沟槽面加工(升降对焦组件1的三个支撑腿101自动编程升降)，升降导向电驱组件8将相应配合调整双波长激光束复合系统的高度，以保持该自变换双波长激光束的手持式自适应激光清洗装置的整体平衡，从而无需操作者承担加工头重量；操作者也可以灵活使用单腿、双腿、三腿的操作方式，配合手持姿态调节，实现各种特殊方位、燕尾沟槽面的清洗加工。
[0062] 加工过程中，可以同时开启吹气机构增强清洗效果，本发明还可以增设吸尘机构，使得清洗产生的大部分烟尘被同步收集，还可以开启CCD工业相机组件2对清洗过程进行监控和闭环反馈，结合控制软件的路径规划、姿态自动调整功能，实现该自变换双波长激光束的手持式自适应激光清洗装置的自适应清洗加工。
[0063] 本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。
